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アルカリニオブ酸系鉛フリー圧電セラミックスの欠陥構造と電気物性

碱铌酸盐基无铅压电陶瓷的缺陷结构与电性能

基本信息

批准号：
09J10906
负责人：
松堂人士
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

アルカリニオブ酸系素材(ニオブ系)は、高いキュリー温度を有する無鉛圧電材料であり、優れた圧電性を示す。しかし焼成プロセス中にアルカリ成分が気散しやすく、電気絶縁性および圧電性が劣化しやすい問題がある。本研究は、高絶縁性および圧電性を有するニオブ系の材料設計指針を明確にするため、その電気伝導性および脱分極挙動について詳しく調べた。本年度は、ニオブ系圧電セラミックスに遷移金属元素Mnを添加した場合の脱分極現象を熱刺激脱分極電流(TSDC)法により評価し、助剤添加による脱分極温度の変化を調べた。助剤を添加しない純粋なニオブ酸ナトリウムカリウム(Na_<0.5>K_<0.5>NbO_3)組成において、焦電効果から予想される自発分極値よりも十数倍大きい脱分極電流が発生する様子が確認されていたが、Mn添加により脱分極電流量が増大した。このことからMnがアクセプタとして働き、セラミックス中の酸素欠陥量を増大させていることが明らかとなった。さらに一定の微小電位差(0.5V)下におけるTSDC測定により、Mn添加によってニオブ系の脱分極温度が100℃低温側ヘシフトすることが確認された。すなわちMnが固溶することにより、酸素欠陥がニオブ系中を移動しやすくなり、その結果、ニオブ系圧電体中の強誘電性ドメイン壁が移動しやすくなることによって脱分極が進行することが明らかとなった。TSDC法により、ニオブ系の脱分極現象は酸素欠陥の熱拡散によって生じていることが明らかとなり、助剤添加によって著しく変化することが確認された。

The アルカリニオブ acid-based material (ニオブ series), the high いキュリーtemperature-resistant lead-free electrical material, and the excellent electrical properties are shown.しかし焼成プロセス中にアルカリComponent が気sanしやすく, 电気出縁性および姧电性がdegradation しやすいISSUE がある. This study has clarified the design guidelines for materials with high insulating properties, high voltage and electrical properties. It's a sure thing, it's a good conductor, it's a very good conductor. This year, the depolarization phenomenon caused by the addition of the migrating metal element Mn in the high-voltage electric system of the ニニオブ system was caused by the heat. Stimulated depolarization current (TSDC) method can be used to adjust the depolarization temperature and adjust the depolarization temperature by adding an auxiliary agent. The addition of しないpure なニオブ acid ナトリウムカリウム (Na_<0.5>K_<0.5>NbO_3) is added to form において, and the pyroelectric effect is からIt is expected that the depolarization current will be more than ten times larger than that of the depolarization current, and the depolarization current will be larger than the depolarization current when Mn is added.このことからMnがアクセプタとして働き、セラミックスThe amount of acid in the medium has increased significantly.さらに一定の微小電位差(0.5V)下におけるTSDC測定により、Mn添加The によってニオブ system's depolarization temperature is 100℃ low temperature side ヘシフトすることがconfirmationされた.すなわちMnがsolid solution することにより, acid element due to 陥がニオブ中をmovable しやすくなり, そのRESULT, ニオブsystem徧The strong electromagnetic properties in the electric body move and move, and the polarization is carried out and the polarization is carried out. The depolarization phenomenon of the TSDC method and the ニオブ system is the reason why the acid element is insufficient and the heat is dispersed.いることが明らかとなり, auxiliary added, によって书しく変化, することがconfirmed された.